วิธีการคำนวณการขยายเชิงเส้น

การขยายภาพเป็นกระบวนการขยายขนาดวัตถุเพื่อวัตถุประสงค์ในการตรวจสอบและวิเคราะห์ด้วยสายตา กล้องจุลทรรศน์ กล้องส่องทางไกล และกล้องโทรทรรศน์ ล้วนขยายสิ่งต่าง ๆ โดยใช้ลูกเล่นพิเศษที่ฝังอยู่ในธรรมชาติของเลนส์ถ่ายเทแสงในรูปทรงที่หลากหลาย

กำลังขยายเชิงเส้น หมายถึงหนึ่งในคุณสมบัติของ นูน เลนส์หรือเลนส์ที่โค้งออกด้านนอก เช่น ทรงกลมที่แบนราบอย่างรุนแรง คู่หูของพวกเขาในโลกออปติคัลคือ เว้า เลนส์หรือเลนส์ที่โค้งเข้าด้านในและโค้งงอของแสงที่แตกต่างจากเลนส์นูน

เมื่อแสงที่เดินทางขนานกันจะโค้งงอเมื่อผ่านเลนส์นูน พวกมันจะโค้งเข้าหากัน และกลายเป็นจุดโฟกัสที่เป็นจุดร่วมที่อยู่ฝั่งตรงข้ามของเลนส์ จุดนี้ F เรียกว่า จุดโฟกัสและระยะห่างจากจุดศูนย์กลางเลนส์ถึง F แทน ฉเรียกว่า ความยาวโฟกัส.

พลังของเลนส์ขยายเป็นเพียงค่าผกผันของทางยาวโฟกัสเท่านั้น: พี = 1 / ฉ. ซึ่งหมายความว่าเลนส์ที่มีความยาวโฟกัสสั้นมีกำลังขยายสูง ในขณะที่ค่า. สูงกว่า ฉ หมายถึงกำลังขยายที่ต่ำกว่า

กำลังขยายเชิงเส้น หรือที่เรียกว่าการขยายด้านข้างหรือกำลังขยายตามขวาง เป็นเพียงอัตราส่วนของขนาดของภาพของวัตถุที่สร้างโดยเลนส์กับขนาดที่แท้จริงของวัตถุ หากรูปภาพและวัตถุอยู่ในสื่อทางกายภาพเดียวกัน (เช่น น้ำ อากาศ หรืออวกาศ) สูตรการขยายด้านข้างคือขนาดของรูปภาพหารด้วยขนาดของวัตถุ:

ที่นี่ เอ็ม คือกำลังขยาย ผม คือความสูงของภาพและ o คือความสูงของวัตถุ เครื่องหมายลบ (ละเว้นบางครั้ง) เป็นการเตือนว่าภาพของวัตถุที่เกิดจากกระจกนูนจะกลับด้านหรือกลับด้าน

สูตรเลนส์ในฟิสิกส์เกี่ยวข้องกับความยาวโฟกัสของภาพที่เกิดจากเลนส์บาง ระยะทาง ของภาพจากศูนย์กลางของเลนส์ และระยะห่างของวัตถุจากศูนย์กลางของเลนส์ สมการคือ

สมมติว่าคุณวางหลอดลิปสติก 10 ซม. จากเลนส์นูนที่ทางยาวโฟกัส 6 ซม. ภาพจะปรากฏที่อีกด้านของเลนส์ไกลแค่ไหน?

สำหรับ d_o= 10 และ ฉ = 4 คุณมี:

คุณสามารถทดลองกับตัวเลขต่างๆ ได้ที่นี่ เพื่อทำความเข้าใจว่าการเปลี่ยนแปลงการตั้งค่าทางกายภาพส่งผลต่อผลลัพธ์ด้านการมองเห็นในปัญหาประเภทนี้อย่างไร

โปรดทราบว่านี่เป็นอีกวิธีหนึ่งในการแสดงแนวคิดเรื่องการขยายเชิงเส้น วิทยุ d_ผม ถึง d_o เท่ากับอัตราส่วนของ ผม ถึง o. นั่นคืออัตราส่วนของ of ส่วนสูง ของวัตถุไปยัง ส่วนสูง ของภาพจะเท่ากับอัตราส่วนของ ความยาว ของวัตถุไปยัง ความยาว ของภาพลักษณ์ของมัน

เครื่องหมายลบที่ใช้กับภาพที่ปรากฏบนฝั่งตรงข้ามของเลนส์จาก วัตถุบ่งชี้ว่าภาพเป็น "ของจริง" คือสามารถฉายลงบนหน้าจอหรืออย่างอื่นได้ ปานกลาง ในทางกลับกัน ภาพเสมือนปรากฏขึ้นที่ด้านเดียวกับเลนส์ของวัตถุ และไม่สัมพันธ์กับเครื่องหมายลบในสมการที่เกี่ยวข้อง

แม้ว่าหัวข้อดังกล่าวจะอยู่นอกเหนือขอบเขตของการอภิปรายในปัจจุบัน สมการเลนส์ที่หลากหลายที่เกี่ยวข้องกับโฮสต์ของ สถานการณ์ในชีวิตจริง ซึ่งส่วนใหญ่เกี่ยวข้องกับการเปลี่ยนแปลงของสื่อ (เช่น จากอากาศสู่น้ำ) สามารถเปิดเผยได้อย่างง่ายดายบน อินเทอร์เน็ต.